SU940980A1 - Способ продольной периодической прокатки штучных заготовок - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПРОДОЛЬНОЙ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ПРОКАТКИ ШТУЧНЫХ ЗАГОТОВОК

1

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, а именно к прокатному производству, и может быть использовано при продольной прокатке различных периодических профилей путем деформации штучных заготовок.

Известен способ прокатки периодических профилей, при котором осуществл ют прокатку заготовки с нарастанием и убыванием обжати  в периодически калиброванных валках с ограничением уширени  металла в калибре, то есть без образовани  усов в местах разъема валков 1.

Однако получить этим способом периодические профили с отношением плош,ади большего сечени  к плош,ади меньшего свыше двух практически не удаетс , что неприемлемо дл  большинства существующих периодических профилей; при этом способе возникает пробуксовка валков относительно деформируемой заготовки на участках с убыванием обжати , что ухудшает качество готового профил .

Известен спосО(б продольной периодической прокатки щтучных заготовок, при котором осуществл ют неравномерный нагрев исходной заготовки по зонам и деформирование в периодически калиброванных валках с нарастанием и убыванием обжати  по длине заготовки 2.

Недостатком способа продольной прокаташ периодических профилей  вл етс  наличие неравномерного по величине крут щего момента по длине периода формируемого профил , что, особенно при прокатке профилей с большими перепадами высот сечений, приводит к ускоренному износу и выходу из стро  деталей привода стана из-за неравномерных динамических

10 нагрузок в период их работы.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества изделий и повышение производительности способа.

Дл  достижени  цели в способе про15 дольной периодической прокатки штучных заготовоск, при котором осуществл ют неравномерный нагрев исходной заготовки по зонам и деформирование в периодически калиброванных валках с нарастанием и

20 убыванием обжатн  по длине заготовки, нагрев зон исходной заготовки, предназначенных дл  деформировани  с нарастанием обжати  до максимально допустимого обжати , осуществл ют до температуры на

25 50-300° С больше по сравнению с зонами, предназначенными дл  деформировани  с убыванием обжати  до минимально допустимого , причем лри перепаде обжатий от максим ального до минимального, равном

30 5-8%, перепад температур нагрева зон заготовки выбирают 70±20°С, при перепаде обжатий 45-50% перепад температур нагрева зон заготовки выбирают 280±20°С, а промежуточные температуры нагрева определ ют по линейной зависимости . Прокатка периодических профилей с большими перепадами высот сечений характеризуетс  наличием большой величины рассогласовани  максимального и минимального крут ш,их моментов по длине периода профил : при формировании участков профил  с нарастанием обжати  и посто нным максимальным обжатием величина крут щего момента достигает своего наибольшего значенн , в то врем  как при формировании участков профил  с убыванием обжати  и посто нного минимального обжати  величина круТ шего момента достигает своего наименьшего значени  по длине периода профил . Это св зано с неравномерностью заготовок по длине периода и, соответственно, неравномерностью давлени  металла на валки. Результатом рассогласовани  значений крут щего момента по длине периода профил   вл етс  повы-шенный износ деталей прнвода .стана из-за наличи  неравномерных динамических нагрузок при их работе и ускоренный выход из стро , что вынуждает снижать скорость вращени  валков при прокатке нериодических профилей (особенно с односторонним располол ением периодического контура) н уменьшать производительность стана. Относительно выравн ть величину крут щего момента по длине периода профил  можно за счет увеличени  полного давлени  металла на валки при формировании участков профил  с убыванием обжати  и посто нным минимальным обжатием на определенную величину. Этим дабиваютс  увеличени  значени  крут щего момента при формировании участков профил  с убыванием н посто нного минимального обжати , что позвол ет относительно выравн ть величину крут щего момента но длине периода профил  и добитьс  основного эффекта изобретени . Добитьс  дополиительного увеличени  полного давлени  металла на валки при формировании участков профил  с убыванием обжати  и посто нным минимальным обжатием можно за счет снижени  температуры соответствующего объема металла деформируемой заготовки, т. е. уменьшить пластические свойства металла на данном участке заготовки PI создать услови  дл  относительного увеличени  давлени  на валки на участке заготовки, деформаци  которого происходит с убыванием обжати  и посто нного минимального . Таким образом, основного эффекта изобретени  добиваютс  путем деформации заготовки с неодинаковой температурой нагрева по ее длине, т. е. обладающей различными пластическими свойствами металла соответствующих участков по длине: участки заготовки, деформируемые с меньщими обл ати ми, нагреты до температуры меньшей, чем участки заготовки, подвергающиес  большим обжати м. Дл  достил ени  основного эффекта способа при прожатке заготовки с обжати ми 10-15% на участках с максимальным обжатием и 8-10% на участках с минимальным обжатием достаточно, создать перепад температур нагрева участков 50-60° С и этнм добитьс  относительного выравнивани  давлений прокатки но длине профил . При прокатке заготовки с обл ати ми 60- 65% н больше на участках с максимальным обжатием и 8-10% на участках с .минимальным обжатием дл  относительного выравнивани  давлений прокатки по длине профил  необходимо создать перепад температур нагрева участков 270-300° С, т. е. перекрыть весь диапазон реально используемых температур нагрева заготовки при прокатке периодических профилей. Чем больше перепад участков заготовки, тем больше перепад давлений по длине профил  и, следовательно, больший износ деталей привода стана. В этой св зи граничные темнературы диапазона н выбор необходимого температурного перепада нагрева участков заготовки можно св зать с обжати ми следующим образом. При перепаде обжатий участков с максимальным и минимальным обл ати ми пор дка 5-8% необходимый перепад температур нагрева участков заготовки выбираетс  в 70±20°С. При перепаде участков пор дка 45-50% необходимый перепад температур нагрева участков заготовки выбираетс  в 280 + 20° С. Про.межуточные значени  температурных значений нагрева участков заготовки в зависимости от перепада выбираютс  исход  из линейной зависимости (при условии равенства ширины, высоты, марки стали ис .кодных заготовок). В случае перепада обжатий участков с максимальным и миннмальным обжатием свыше 45-50% увеличивать температзфный диапазон перепада нагрева участ1ков заготовки технологически не целесообразно и практически трудно осуществимо. В этом случае нсиользуют максимально возможный при выбранной температуре прокатки перепад температур нагрева участков заготовки с тем, чтобы добитьс  при данных услови х прокатки максимально возможного выравнивани  давлений по длине профил ;

Производ  соответствующие расчеты ре .:жима обжатий при прокатке определенното профил  и калибровки валков, опреде ..л ют оптимальное соотношение перепадов температур нагрева заготов ш по ее длине, позвол ющее максимально обеспечить достижение основного эффекта предлагаемого способа прокатки периодических профилей .

Нижний предел диапазона возможных рассогласований температур участков заготовки по ее длине, равный 50° С, выбран минимальным из услови  возможности до стиженн  основного эффекта предлагаемого способа п обусловлен технологическими .факторами возможности создани  нерепа ,да температур по длине заготовки и сохранени  его вплоть до начала пластической деформации соответствующих участков. Верхний предел диапазона возможных рассогласований температур по длине заготовки , равный 300° С, выбран максимальным J13 услови  возможности осуществлени  процесса прокатки профил  без превышени  допустимых давлений и крут щих моментов па валки, а также из услови  предотвращени  создани - повышенных внутренних напр жений в готовом профиле изза перепада температур по длине его пе .риода.

В качестве иримера конкретного использовани  предлагаемого сиосо,ба может служить проведенна  экспериментальна  прокатка одностороннего периодического профил  зуба многоковшового экскаватора .

Нагретую заготовку задавали в клеть стана 330 и осуществл ли обжатие заготовки за один ироход до получени  готового профил  в периодически калиброванном верхнем и гладком нижнем валках диаметром 400 мм. Высота иредчистовой заготовки ир моугольного сечени  равн лась 42 мм, длина заготовки составл ла 500 мм. Прокатку заготовок из Ст. 5 производили с обжатием 70-80% на участках с максимальным обжатием длиной 200 мм и 8-10% на участках с минимальным обжатием длиной 100 мм каждый. Давление металла на валки замер ли месдозами, крут щий момент замер ли при помопди сн ти  показаний с токосъемников, установленных на шейках шпинделей, температуру нагрева заготовки при помощи термодатчиков . Скорость прокатки составл ла 60 об/мин.

При прокатке профил  по существующей технологии заготовку нагревали равномерно по длине до 1100-1150° С. Давление металла на валки на участках профил  с нарастанием обжати  достигало 85-90т (крут щий момеит достигал 3,2-3,3 тм), в то врем  как на участках профил  с убыванием обжати  и минимальным посто нным обжатием давление составл ло 10-

15 т (крут щий момент 0,7-0,9 тм). Перепад минимального и максимального давлений и моментов прокатки составл л соответственно 75-80 т и 2,5-2,6 тм. При прокатке профил  с нагревом крайних участАКОВ заготовки до 950- 1000°С и средней части заготовки до 1100-1150°С (крайние участки заготовки длиной шшло 100 мм обжимались с меньщими обжати ми, чем средний участок заготовки длиной около 200 мм), удалось повысить полное давление металла на валки на участках профил  с убыванием обжати  и посто нного минимального обжати  до

35-45 т (крут щий момент прокатки до 1,4-1,8 мм), что позволило сократить рассогласование минимального и максимального давлений и моментов прокаики соответственно до 45-50 т и 1,5-1,7 тм. Нагрев заготовок производили в проходной индукционной иечи. При этом уменьшались динамические нагрузки на шестеренную клеть стана, шппндели и переходные муфты привода стана, на электродвигатель, по вилась возможность повысить скорость прокатки щтучных заготовок до 80- 85 об/мин, т. е. увеличить производительность стана с сохранением гостированного качества готового издели .

При прокатке профил  с нагревом крайних участков заготовки до 1100° С п средней части заготовки до 1150° С (т. е. рассогласование температур составл ло 50° С) был достигнут минимальный эффект способа , что позволило сократить рассогласование минимального и максимального давлений и крут щих моментов прокат1кн соответственно до 73-78 т и 2,4-2,5 тм. Уменьшение рассогласовани  температур соответствующих участков заготовки не позволило добитьс  положительного эффекта из-за наличи  теплообмена менее и более нагретыми объемами металла заготовки , что в процессе деформации заготовки практически ликвидировало перепад температур.

При прокатке профил  с нагревом крайних участков заготовки до 900° С и средней части заготовки до 1200°С (рассогласование температур составл ло 300° С) был достигнут максимальный эффект способа, что позволило сократить рассогласование минимального и максимального давлений и крут щих моментов прокатки соответственно до 5-10 т п 0,15-0,20 тм. Дальнейшее увеличение рассогласовани  температур привело к резкому возрастанию давле . и крут щего момента при обжатии крсппнх участков зсгот;:Г:К, ЧТО по технологическим параметрам было не допустимо при прокатке на стане 330.

Необходимо отметить , что способ предполагает его использование при прокатке длинных заготовок в процессе их деформации путем дискретного нагрева или

охлаждени  соответствующих участков заготовки по ее длине.

Экономическа  эффективность исиользовани  способа прокапки достигаетс  за счет возможности увеличени  производительности прокатного стана на 5-10%, уменьшени  износа деталей привода стана и составит только при прокатке периодического профил  зуба многоковшового экскаватора около 66 тыс. руб. I

Claims (2)

1.Воронцов М. Н. Периодические профили продольной прокатки. М., «Металлурги , 1978, с. 23-24.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2681459/25-27, кл. В 21 К 8/00, 03.10.78 (прототип).